JPH0781257B2 - 海水逆流防止自動制御ゲート - Google Patents

海水逆流防止自動制御ゲート

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JPH0781257B2
JPH0781257B2 JP33856290A JP33856290A JPH0781257B2 JP H0781257 B2 JPH0781257 B2 JP H0781257B2 JP 33856290 A JP33856290 A JP 33856290A JP 33856290 A JP33856290 A JP 33856290A JP H0781257 B2 JPH0781257 B2 JP H0781257B2
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勲 南
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Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、海へ流入する河川の河口付近に淡水化湖を形
成し、淡水化湖の水位を制御すると同時に、湖の底層塩
水を排水するため、川幅の全長にわたり、あるいは河川
に設けられた堰の一部を全高さにわたって欠切して形成
された流出口に設けられるゲートに関するものである。
従来の技術 現状では、山間部ダム群による水資源の開発には多額の
経費を必要とし、今後の開発に問題を残している。この
ため、第７図に示すように、海（Ｓ）へ流入する河川
（Ｗ）の河口付近を堰き止めて淡水化湖を形成すること
によって、新たな水資源の開発が行われつつある。淡水
化湖によれば安価な水が提供可能となるが、海水の逆流
を回避しつつ一定の管理水位を維持する必要があり、堰
（43）には流出口（44）が形成され、流出口（44）には
ゲート（45）が設けられている。
例えば、第８図に示したゲートは通常フラップゲートと
呼ばれるものであり、堰（46）の一部を全高さにわたっ
て欠切して形成された流出口（47）に、流出口（47）を
閉鎖可能な鋼鉄製のフラップ（48）が、上端縁を軸とし
て海側に向かって回動自在に取付けられている。そし
て、フラップ（48）が、水流に応じて流出口（47）を自
動的に開閉するようになっている。
また、第９図に示すような、通常観音開きゲートと呼ば
れるものがある。このゲートは、堰（49）の一部を全高
さにわたって欠切して形成された流出口（450に、２枚
の鋼鉄製のゲート板（51），（51）が海側に向かって観
音開きとなるように取付けられた構成を有しており、や
はり、２枚のゲート板（51），（51）が、水流に応じて
流出口（50）を自動的に開閉するようになっている。
発明が解決しようとする課題 しかし、フラップゲートにおいては、フラップは一般に
鋼鉄製であって重量が過大であり、フラップの自重がフ
ラップゲートを開放する際にフラップを閉じる方向に作
用するため、流量が微小な場合には淡水化湖から十分な
排水がなされず、あるいは海水の逆流を高い精度で制御
することができないという欠点を有していた。また、流
量が多くても、海の潮汐振幅が大きい場合には、引き潮
時になると淡水化湖に貯留された水資源が無駄に排水さ
れてしまい、淡水化湖に一定の水位を維持することがで
きないという欠点を有していた。
また、観音開きゲートの場合には、フラップの自重によ
るゲート開放時の不都合はある程度解消されるが、水流
によってゲートの開閉を行うため、やはり流量が微小な
ときにはフラップゲートの場合と同様の欠点を有してい
た。
さらに、湖水の底層に残存する海水や水門からの逆流海
水を制御できない場合には、海水は淡水より重いため、
湖水の上層水と下層水の混合が抑制されて、湖内の底層
水に対して水面からの酸素供給が十分に行われず、底層
水の水質汚濁が著しくなり有害な硫化水素ガス等を発生
するに至る。このため、淡水化湖における底層海水の排
水は極めて重要であるが、この問題を解決する従来技術
は存在しなかった。むしろ、従来の淡水化湖において
は、専ら海水の淡水化湖への逆流を防止するという観点
からゲートの設計がなされ、湖内の底層悪水に対する対
策は講じられていなかった。その結果、周辺流域からの
工場排水や生活排水等による水質汚染のため、環境の悪
化を引き起こす場合が多かった。
したがって、本発明の課題は、淡水化湖と海との水位差
を利用して、流量が微小な場合であっても、自動的に湖
内の底層海水を排出し、また海水の逆流を防ぐと共に、
淡水化湖内の水位を一定の管理水位に維持して水資源を
保持することができる自動制御ゲートを提供することで
ある。
課題を解決するための手段 上記目的を達成するため、本発明は、海へ流入する河川
の河口付近において、川幅にわたって設けられ、または
前記河川に設置された堰の一部をその全高さにわたって
欠切して形成された流出口に設けられるゲートであっ
て、前記河川の両側または前記堰の流出口の両側に立設
された、少なくとも河川の上流側の予め設定される管理
最高水位以上の高さを有する２本の縦梁、並びに前記縦
梁を連結する下側横梁および上側横梁からなる枠組み
と、前記枠組みに上端縁を軸として前記河川の下流側に
回動し得るように取り付けられた、前記枠組みの内側開
口を封閉可能な中空の板状体であって、上端部には開閉
バルブを備えた通気管が取付けられ、下端部には通水孔
が形成されたゲート開閉板と、前記枠組みの上流側の水
位を検出し、前記枠組みの上流側の水位が予め設定され
る管理最高水位と管理最低水位との間にあるときは、前
記ゲート開閉板を回動運動自在に放置するが、前記枠組
みの上流側の水位が前記管理最高水位より高いとき、前
記ゲート開閉板の開度を強制的に大きくし、前記枠組み
の上流側の水位が前記管理最低水位より低いとき、前記
ゲート開閉板の開度を小さくするように作動する制御手
段とを有しているものであることを特徴とする海水逆流
防止自動制御ゲートを構成したものである。
上記本発明による海水逆流防止自動制御ゲートの好まし
い実施例においては、前記制御手段が、前記枠組みの上
流側水面上、または前記上流側の河川に隣接しかつ前記
上流側河川に連通するように設けられ水位検知槽の水面
上に配置された水位検知フロートと、前記ゲート開閉板
から前記枠組みの上流側へ突設された、前記ゲート開閉
板を回動運動させるための作動部材と、前記水位検知フ
ロートの上方に配置された少なくとも１つの上側プーリ
ーと、前記水位検知フロートの下側の水底面に配置され
た少なくとも１つの下側プーリーと、前記上側プーリー
に案内され、前記水位検知フロートの上面と前記作動部
材の先端部とを連結する上側ロープと、前記下側プーリ
ーに案内され、前記水位検知フロートの下面と前記作動
部材の先端部とを連結する下側ロープとを有しており、
前記上側および下側ロープは、前記枠組みの上流側水位
が前記管理最低水位にあるとき、前記上側ロープは緊張
状態にあるが前記下側ロープは緩んだ状態にあり、前記
枠組みの上流側水位が前記管理最高水位にあるときは、
前記下側ロープは緊張状態にあるが前記上側ロープは緩
んだ状態にあるように、所定の緩みをもって配置されて
いる。
また、本発明は、海へ流入する河川の河口付近におい
て、川幅にわたって設けられ、または前記河川に設置さ
れた堰の一部をその全高さにわたって欠切して形成され
た流出口に設けられるゲートであって、前記河川の川幅
または前記堰の流出口の幅に対応すべく所定の間隔をお
いて配置され、少なくとも河川の上流側の予め設定され
る管理最高水位以上の高さを有する２本の縦梁、並びに
前記縦梁を連結する下側横梁および上側横梁からなり、
前記河川の河床または前記堰の流出口に、下側横梁の下
端縁を軸として回動運動可能に取付けられる枠組みと、
前記枠組みの上側横梁に固定された枠組み浮動用フロー
トと、前記枠組みに上端縁を軸として前記河川の下流側
に回動し得るように取り付けられた、前記枠組みの内側
開口を封閉可能な中空の板状体であって、上端部には開
閉バルブを備えた通気管が取付けられ、下端部には通水
孔が形成されたゲート開閉板を有していることにより、
前記河川の上流側の水位変動に応じて前記枠組み浮動用
フロートが上下運動して前記枠組みが回動運動するとと
もに、前記河川の上流側の水位が下流側の水位より高い
時は前記ゲート開閉板が前記河川の上流側から水圧を受
けて下流側に回動することによって前記枠組みの内側開
口を開放し、前記河川の下流側の水位が上流側の水位よ
り高い時は前記ゲート開閉板が前記河川の下流側から水
圧を受けて前記枠組みに押しつけられることによって前
記枠組みの内側開口を閉鎖することを特徴とする海水逆
流防止自動制御ゲートを構成したものである。
前記本発明による海水逆流防止自動制御ゲートの好まし
い実施例では、前記枠組みの上流側の水位を検出し、前
記枠組みの上流側の水位が予め設定される管理最高水位
と管理最低水位との間にあるときは、前記ゲート開閉板
を回動運動自在に放置するが、前記枠組みの上流側の水
位が前記管理最高水位より高いとき、前記ゲート開閉板
の開度を強制的に大きくし、前記枠組みの上流側の水位
が前記管理最低水位より低いとき、前記ゲート開閉板の
開度を小さくするように作動する制御手段を有してい
る。
さらに別の実施例では、前記制御手段が、前記枠組みの
上流側水面上、または前記上流側の河川に隣接しかつ前
記上流側河川に連通するように設けられ水位検知槽の水
面上に配置された水位検知フロートと、前記ゲート開閉
板から前記枠組みの上流側へ突設された、前記ゲート開
閉板を回動運動させるための作動部材と、前記水位検知
フロートの上方に配置された少なくとも１つの上側プー
リーと、前記水位検知フロートの下側の水底面に配置さ
れた少なくとも１つの下側プーリーと、前記上側プーリ
ーに案内され、前記水位検知フロートの上面と前記作動
部材の先端部とを連結する上側ロープと、前記下側プー
リーに案内され、前記水位検知フロートの下面と前記作
動部材の先端部とを連結する下側ロープとを有してお
り、前記上側および下側ロープは、前記枠組みの上流側
水位が前記管理最低水位にあるとき、前記上側ロープは
緊張状態にあるが前記下側ロープは緩んだ状態にあり、
前記枠組みの上流側水位が前記管理最高水位にあるとき
は、前記下側ロープは緊張状態にあるが前記上側ロープ
は緩んだ状態にあるように、所定の緩みをもって配置さ
れている。
作用 以上の構成において、通常は、ゲート開閉板の通気管の
開閉バルブを開放し、ゲート開閉板の内部に適量の空気
を送り込んだ後、開閉バルブを閉鎖し、通水孔から排水
して、ゲート開閉板の見掛け上の比重を１より僅かに大
きくしておく。
こうして、枠組みを河川の両側または堰の流出口に固定
する構成とした場合には、上流側水位が管理最高水位お
よび管理最低水位の間にあるとき、堰の上流側の水位が
下流側の水位より高い時は中空ゲート開閉板が堰の上流
側から水圧を受けて下流側に回動することによって枠組
みの内側開口を開放するが、堰の下流側の水位が上流側
の水位より高い時はゲート開閉板が堰の下流側から水圧
を受けて枠組みに押しつけられることによって枠組みの
内側開口を閉鎖することにより、海水の上流側への逆流
が防止され、かつ上流側における底層水が排水される。
上流側の水位が管理最高水位よりも上昇すると、かかる
水位の上昇に伴って制御手段が作動し、ゲート開閉板の
開度を強制的に大きくする。その結果、上流側から下流
側への排水が促進され、上流側の水位が低下する。一
方、上流側の水位が管理最低水位よりも低下すると、か
かる水位の低下にともなって制御手段が作動し、ゲート
開閉板の開度を強制的に小さくする。その結果、上流側
に貯留された水資源の無駄な放流が回避される。
また、枠組みをその下側横梁の下端縁を軸として回動運
動可能に取付けた構成とした場合には、河川上流側の水
位変動に応じて枠組み浮動用フロートが上下動して枠組
みが回動運動するとともに、河川上流側の水位が下流側
の水位より高い時はゲート開閉板が河川上流側から水圧
を受けて下流側の回動することによって枠組みの内側開
口を開放し、河川下流側の水位が上流側に水位より高い
時はゲート開閉板が河川下流側から水圧を受けて枠組み
に押しつけられることによって枠組みの内側開口を閉鎖
する。
なお、かかる構成においても、さらに制御手段を設けれ
ば、枠組みを堰の流出口の両側等に固定した構成の場合
と同様の作用により、ゲート開閉板の開度が強制的に変
化し、海水の逆流の防止および上流側水位の維持をより
高い精度で行うことができる。
実施例 以下、添付図面を参照しながら本発明の実施例について
説明する。
第１実施例 この実施例では、第１図に示したように、海へ流入する
河川の河口付近に設けられた堰（10）の一部が全高さに
わたって欠切され、流出口（11）が形成されており、こ
の流出口（11）に、本発明による海水逆流防止自動制御
ゲートが設けられる。
本発明による海水逆流防止自動制御ゲートは、堰（10）
の上流側の予め設定される管理最高水位以上の高さを有
し、流出口（11）の両側であって堰（10）に隣接する位
置に立設された２本の縦梁（１），（１）と、これらの
縦梁（１），（１）を連結する上側横梁（2a）および下
側横梁（2b）とからなる枠組み（３）を有している。
上側横梁（2a）には、枠組み（３）の内側開口、すなわ
ち流出口（11）を封閉可能な大きさを有する中空の鋼鉄
製ゲート開閉板（４）が、ヒンジ（５），（５）によっ
て堰（10）の下流側から取付けられ、上端縁を軸として
枠組み（３）の下流側において回動運動可能となってい
る。この場合、枠組み（３）は全体としてゲート開閉板
（４）の戸当たりとして作用する。
ゲート開閉板（４）の上端には２本の棒体（６），
（６）が、互いに平行にゲート開閉板（４）の長さ方向
に沿って枠組み（３）の上流側に向かって突設され、さ
らに、２本の棒体（６），（６）の先端は、堰（10）の
幅方向にのびる棒体（７）によって連結されている。棒
体（７）の両端（7a），（7b）は、それぞれ棒体
（６），（６）から外側に突出するように配置されてい
る。これらの棒体（６），（６），（７）によって作動
部材（８）が形成され、作動部材（８）によって、ゲー
ト開閉板（４）が回動運動し、流出口（11）を開閉する
ようになっている。
堰（10）の上端面であって、流出口（11）に隣接する両
側位置には、上端面から垂直上方にのびた後、上流側へ
向かって水平にのびるＬ字形の支柱（９），（９）が、
それぞれ突設されている。また、支柱（９），（９）の
水平にのびる部分には、その下端部に２個の上側プーリ
ー（12），（12）が適当な間隔をおいて取付けられてい
る。さらに、堰（10）の上流側の河床における、前記支
柱に取付けられた各上側プーリー（12），（12）に対応
する位置には、固定部材（14）を介して下側プーリー
（13），（13）が固定されている。
また、堰（10）の上流側の水面には、流出口（11）の両
側に水位検知フロート（15）が配置される。この場合、
水位検知フロート（15）は、上流側水面に直接配置され
る構成としてもよいし、また第２図に示したように、堰
（10）の上流側に、堰（10）の高さよりより少し高く、
適当な幅を有する隔壁（20）を、堰（10）から適当な間
隔をおいてこれに平行に立設し、隔壁（20）の両側に、
隔壁（20）と堰（10）とを連結する（図示しない）別の
隔壁を立設し、さらに、隔壁（20）に連通孔（20a）を
形成して、水位検知槽（21）を形成しておき、この水位
検知槽（21）内の水面上に、水位検知フロート（15）の
配置される構成としてもよい。
さらに、各水位検知フロート（15）の上面と、作動部材
（８）の棒体（７）の各先端部（7a），（7b）とが、上
側プーリー（12），（12）に案内された上側ロープ（16
a）を介して連結され、また、各水位検知フロート（1
5）の下面と、作動部材（８）の各先端部（7a），（7
b）とが、下側プーリー（13），（13）に案内された下
側ロープ（16b）を介して連結される。上側および下側
ロープ（16a），（16b）は、上流側水位が管理最低水位
にあるとき、上側ロープは（16a）緊張状態にあるが下
側ロープ（16b）は緩んだ状態にあり、上流側水位が管
理最高水位にあるときは、下側ロープ（16b）は緊張状
態にあるが上側ロープ（16a）は緩んだ状態にあるよう
に、所定のゆとりをもって配置されている。
第３図に示したように、中空ゲート開閉板（４）の上部
であって、下流側に面した表面には、ゲート開閉板
（４）の内部空間（4a）に連通する通気管（17）が突設
される。さらに、通気管（17）には、開閉バルブ（18）
が設けられている。また、ゲート開閉板（４）の下端面
には、通水孔（19）が形成されいている。こうして、通
気管（17）から、ゲート開閉板（４）の内部空間（4a）
の吸排気を行うことによって、内部空間（4a）内に侵入
する水量を調節可能となっている。通常は、ゲート開閉
板（４）の通気管（17）の開閉バルブ（18）を開放し、
ゲート開閉板（４）の内部に適量の空気を送り込んだ
後、開閉バルブ（18）を閉鎖し、通水孔（19）から排水
して、ゲート開閉板（４）の見掛け上の比重を１より僅
かに大きくしておく。これによって、ゲート開閉板
（４）の自重による、流出口（11）を閉鎖する方向へ作
用する余計な回転モーメンの影響を小さくすることがで
きる。
また、ゲート開閉板（４）の長さと、作動部材（８）の
ゲート開閉板（４）の長さ方向に測った長さとの比を適
当に設定し、かつ上側および下側ロープ（16a），（16
b）のゆとり及び水位検知フロート（15）の大きさを適
当に設定する。また、潮汐作用に連動して発生する作動
部材（８）の上下方向への回動の幅は、上側ロープ（16
a）および下側ロープ（16b）のゆとりの大きさよりも小
さくする。
さて、下流側の海水と上流側の淡水とが接触する領域に
おいて、上流側の水位と下流側の水位との水位差がΔＨ
である場合を想定する。
このとき、水深Ｚでの海水側の水圧強度は、 P2＝ρ２×Ｚ ……（１） であり、上流側の淡水湖における対応地点での水圧強度
は、 P1＝ρ１×（ΔＨ＋Ｚ） ……（２） となる。ただし、ρ１およびρ２は、それぞれ淡水の密
度および海水の密度を表し、ρ１＜ρ２である。
両者の水圧が底面で等しいときに海水の侵入が防止され
るが、両方の水圧強度が等しくなる水位差、すなわち海
水逆流限界水位差は、Ｚ＝Hsとして ΔHc＝（ρ２−ρ１）／ρ１×Hs ……（３） となる。
もし、堰（10）の内外の水位差ΔＨがΔHcよりも大きく
なると、淡水化湖側の底面水圧強度が海水側の底面水圧
強度よりも大きくなり、ゲート開閉板（４）が開いて
も、海水が淡水化湖側へ逆流することなく淡水化湖から
排水がなされる。この場合、湖内の底層水が優先的に排
水され、その結果、相対的に水中酸素が少なく塩分を多
く含んだ悪水が強制的に排水されて、淡水化湖内の水質
が保全される。
淡水化湖の水位が管理最高水位HWLよりも上昇すると、
かかる水位の上昇に伴って水位検知フロート（15）が上
昇し、それまで緩んでいた下側ロープ（16b）が緊張
し、作動部材（８）を下方に引っ張り、強制的にゲート
開閉板（４）を上方にはね上げ、排水能力を増大させ
る。その結果、上流側水位は管理最高水位まで低下す
る。
一方、淡水化湖内の水位が管理最低水位よりも低下する
と、かかる水位の低下に伴って水位検知フロート（15）
が下降し、水位検知フロート（15）の上面と作動部材
（８）とを連結する上側ロープ（16a）が緊張し、作動
部材（８）の先端を上方に強制的に引き上げるため、例
えば、引き潮時において、内外にΔHc以上の水位差が生
じても強制的にゲート開閉板（４）が閉鎖され、堰（1
0）の流出口（11）からの排水量を減少させて、上流側
の淡水化湖に貯留された水資源の無効放流を防止する。
さらに、上側ロープ（16a）を人工的に引っ張り上げる
ことによって、堰（10）の流出口（11）をゲート開閉板
（４）によって完全に閉鎖することもできる。
第２実施例 次に、堰（10）を境として、上流側の水深が急激に深く
なっている場合に有効な実施例について説明する。この
実施例は、堰の流出口が堰の下部に形成された円形開口
となっており、この円形開口に底層排水管が設けられる
と共に、ゲート開閉板が、堰の流出口を封閉可能に配置
されている点が、第１実施例と異なるのみである。した
がって、同一の構成要素については、同一の番号を付し
説明を省略する。
第４図において、底層排水管（22）は、一端開口（23
a）を堰（10）の円形流水口に接続されると共に、この
開口（23a）から、上流側の水底に沿ってその最深部ま
でのび、最深部において他端が開口している。
そして、排水管（22）の一端開口（23a）を下流側から
封閉可能に、ゲート開閉板（４）が配置される。
以上の構成において、ゲート開閉板（４）の通気管（1
7）の開閉バルブ（18）を開放し、通水孔（19）から排
水することによって、ゲート開閉板（４）の見かけ上の
比重を１より僅かに大きくしておく。
今、底層排水層の出口における海水と接触する地点で
は、 下流側、すなわ海水側の水圧強度は、 P2＝ρ２×Ｚ ……（４） 上流側、すなわち淡水湖側の水圧強度は、 P1＝ρ１×（ΔＨ＋Ｚ）−（ρ２−ρ１） ×（Hd−D/2） ……（５） ここで、ρ１およびρ２は、それぞれ淡水の密度および
海水の密度を、Ｄはゲート開閉板（４）の厚さを、また
Hdは排水管（21）の他端開口（23）における水深を、そ
れぞれ表している。
また、底面において圧力の平衡式 ρ２×Hs＋（ρ２−ρ１）（Hd−D/2） ＝ρ１（Hs＋ΔHpc） ……（６） が成り立つ。ここで、Hsは、上流側の水深を表してい
る。このとき、いかなる状態においても海水逆流は生じ
ない。この式から、海水逆流の生じない限界水位差ΔH
pcは、 となる。
こうして、堰（10）の内外の水位差がΔHpcのとき、ち
ょうどゲート開閉板（４）がバランスして排水管（22）
の一端開口（23a）を閉鎖し、堰（10）の内外における
水流は生じない。上流側の水位が、下流側の水位より大
きくなり、その水位差がΔHpcより大きくなると、排水
管（22）の他端開口（23b）から、塩分が多く水質の汚
濁した上流側の底層水が優先的に排水され、上流側に貯
留された水の水質改善が行われる。また、内外の水位差
がΔHpcより小さくなれば、上流側の水圧の方が下流側
の水圧より小さくなり、ゲート開閉板（４）は流出口を
閉鎖し、海水の逆流が防止される。
第３実施例 第5A図および第5B図に示した実施例では、海水逆流防止
自動制御ゲートの枠組み全体が、流路の水位の上下運動
に伴って、その下端縁を軸として回動運動可能となって
いる。
第5A図および第5B図において、川幅に対応するように平
行に配置された２本の縦梁（24a），（24a）と、これら
の縦梁を連結する上側横梁（24b）および（図示しな
い）下側横梁とからなる枠組み（24）が、下側横梁をヒ
ンジ（33）によって、河床に固定された敷居（32）に取
付けられており、下側横梁を軸として回動運動可能とな
っている。そして、上側横梁（24b）には、上側横梁（2
4b）の両端部の適当な範囲を除いた部分に枠組み浮動用
フロート（25）が取付けられている。図示はしないが、
枠組み浮動用フロート（25）は中空となっており、下面
に通水孔、上面には開閉バルブを備えた通気孔を有して
いる。
上側横梁（24b）には、枠組み（24）の内側開口を封閉
可能な大きさを有する中空ゲート開閉板（28）が、下流
側から、その上端をヒンジ（34）によって取付けられ
る。こうして、ゲート開閉板（28）は、上端縁を軸とし
て下流側において回動運動可能となっている。このゲー
ト開閉板（28）も、第１実施例で説明したものと同様、
上部に開閉バルブ（30）を備えた通気管（29）が、また
図示しないが下端面には通水孔が設けられている。ま
た、ゲート開閉板（28）の上端面の両側には、それぞれ
ゲート開閉板の長さ方向に沿ってアームが突設され、作
動部材（42）が形成されている。
さらに、第5B図に示したように、河川の両側であって、
枠組み（24）が回動運動する範囲内には、岸側に凹部が
形成され、かつこの凹部入口には連通孔（40）を有する
隔壁（39）が立設され水位検知槽（41）が形成される。
水位検知槽（41）内の水面には水位検知フロート（36）
が配置され、また、隔壁（39）には、水位検知槽（41）
側にのびる支持部材（38）が固定される。さらに、第5A
図に示したように、この支持部材（38）の下面には、上
側プーリー（34）が取付けられ、水検知水槽（41）の内
底面における上側プーリー（34）に対応する位置には、
下側プーリー（35）が取付けられる。
さらに、水位検知フロート（36）の上面と、作動部材
（42）の先端とが、上側プーリー（34）に案内された上
側ロープ（37a）によって連結され、水位検知フロート
（36）の下面と、作動部材（42）の先端とが、下側プー
リー（35）によって案内された下側ロープ（37b）によ
って連結される。上側および下側ロープ（37a），（37
b）は、ゲートの上流側水位が管理最高水位となったと
き、下側ロープ（37b）が緊張状態となるが、上側ロー
プ（37a）は緩んでおり、上流側水位が管理最低水位と
なったとき、上側ロープ（37a）が緊張状態となるが、
下側ロープ（37b）が緩んでいるように、所定のゆとり
をもって配置される。
かかる構成において、上流側、すなわち淡水化湖側の水
位の上昇に伴って枠組み浮動用フロート（36）が上下運
動し、その結果、枠組み（24）が下端縁を軸として回動
運動する。第5B図において、実線で示した位置（Ａ）
で、淡水化湖の水位は管理最高水位となっており、仮装
線で示した位置（Ｂ）で、淡水化湖の水位は管理最低水
位となっている。
ゲートの上流側の水位が、管理最高水位と管理最低水位
との間にあるとき（第5B図において仮想線で示した位置
（Ｃ）にあるとき）には、上側ロープ（37）および下側
ロープ（37b）は、共に緩んだ状態にあり、ゲート開閉
板（28）は、第１実施例の場合と同様に、上流側と下流
側の水位差を応じて自動的に開閉する。すなわち、上流
側の海水および下流側の淡水化湖の水位差が限界水位差
ΔHcより小さい時は、下流側の圧力が上流側の圧力より
も大きくなり、ゲート開閉板（28）が枠組み（24）の内
側開口を自動的に閉鎖し、海水の逆流が防止される。一
方、引き潮となって、上流側と下流側にΔHc以上の水位
差が生じると、上流側の圧力が下流側の圧力よりも大き
くなり、ゲート開閉板（28）が枠組み（24）の内側開口
を自動的に開放し、上流側の底層水を優先的に排水す
る。
上流側の水位が管理最高水位を越えると、枠組み浮動用
フロート（25）が上昇すると同時に、水位検知槽（41）
内の水位検知フロート（36）も上昇するため、下側ロー
プ（37b）によって作動部材（42）の上端が引き下げら
れ、ゲート開閉板（28）の開度が強制的に大きくされ
る。その結果、上流側からの排水流量を増大して、管理
最高水位が維持される。
逆に、上流側の水位が管理最低水位よりも低くなると、
枠組み浮動用フロート（25）が下降すると共に、水位検
知フロート（36）が下降する。このため、今度は上側ロ
ープ（37a）によって作動部材（42）の上端が引き上げ
られ、ゲート開閉板（28）の開度が強制的に小さくされ
る。その結果上流側からの排水流量が減少し、ゲートの
上流側に貯留された水資源が無効放流されることが防止
される。
さらにこの実施例におけるゲートでは、枠組み浮動用フ
ロート（25）の通気孔から空気を抜いて、通水孔からフ
ロート（25）内に水を入れ、フロート（25）を水没させ
ることによって、ゲートの上流側水面上に集められたゴ
ミを容易に下流側に排除することができる。
この実施例では、上側および下側ロープ（37a），（37
b）を介して、水位検知フロート（36）と作動部材を連
結し、上流側水位が管理最高水位および管理最低水位の
範囲を逸脱した場合に、強制的にゲート開閉板（28）の
開度を変化させるようにしたが、海水の逆流の防止、塩
分を含んだ底層水の排水、並びに上流側における一定の
管理水位の維持の精度があまり要求されない場合には、
第６図に示すように、水位検知フロート（36）、上側プ
ーリー（34）および下側プーリー（35）、並びに上側お
よび下側ロープ（37a），（37b）を省略した構成とする
ことができる。例えば、かかる構成が有効な場合として
は、広い水面をもった淡水化湖では、別設の防潮水門が
あり、洪水時、管理最高水位の制御をこの防潮水門で行
い、管理最低水位は下流側の海水水位とするという限定
された河口部に本発明が適用される場合がある。この構
成においては、枠組み（24）は主として上流側の水位変
動に応じて回動運動し、ゲート開閉板（28）は上流側お
よび下流側の水位差に応じて開閉する。
以上のように本発明によれば、海へ流入する河川の河口
付近を堰き止めて淡水化湖を形成した場合に、通常の潮
汐作用に対応してゲート開閉板が自動的に作動し、干潮
時には湖底の海水を排水し、満潮時には海水の逆流を防
止することができる。
特に、中空ゲート開閉板とし、その見掛け上の比重を水
の比重に近づけ、自動的に底層水を排水することにより
淡水化湖の水質悪化を防止すると共に、水位検知フロー
トとそれに連結された上下２本のロープが有効に作用し
て、ゲート開閉板の開度を規制することにより、ゲート
上流側の水位を管理最高水位と管理最低水位の間に維持
して、ゲートの上流側に形成された淡水化湖に貯留され
る水資源の無駄な放流を防止できる。
発明の効果 以上のように本発明によれば、ゲート開閉板を中空と
し、そのみかけ上の比重を水の比重に近づけると共に、
上流側水位が管理水位から上下に変動した場合には、ゲ
ート開閉板の開度を強制的に制御するようにしたことに
より、上流側と下流側との水位差を利用して、流量が微
小な場合であっても、高い精度で自動的に湖内の底層海
水を排出し、また海水の逆流を防ぐと共に、淡水化湖内
の水位を一定の管理水位に維持して水資源を保持するこ
とができる。
また、精度の高い制御が要求されない場合には、枠組み
の上端部にフロートを設け、上流側水位によって回動運
動可能とした構成とすることによって、ゲート開閉板を
強制的に制御しなくても、自動制御を行うことが可能で
ある。
さらに、本発明は、極めて簡単な構造を有し、また電力
等の動力源を必要としない海水逆流防止自動制御ゲート
を提供するものであり、少ない費用で浅海部水資源が開
発可能となり、本発明によって得られる社会的効果は著
しいものと考えられる。
【図面の簡単な説明】
第１図は、本発明の１実施例の斜視図、 第２図は、同実施例の側面図、 第３図は、同実施例のゲート開閉板の構造を示す側断面
図、 第４図は、本発明の別の実施例の側面図、 第5A図は、本発明のさらに別の実施例の上面図、 第5B図は、同実施例の側面図、 第６図は、本発明のさらに別の実施例の側面図、 第７図は、従来の淡水化湖を示す上面図、 第８図は、従来のフラップゲートを示す斜視図、 第９図は、従来の観音開きゲートを示す斜視図である。 （１）……縦梁 （２）……横梁 （３）……枠組み （４）……ゲート開閉板 （５）……ヒンジ （８）……作動部材 （９）……支柱 （10）……堰 （11）……流出口 （12）……上側プーリー （13）……下側プーリー （16a）……上側ロープ （16b）……下側ロープ （17）……通気管 （18）……開閉バルブ （19）……通水孔 （24）……枠組み （25）……枠組み浮動用フロート （28）……ゲート開閉板 （29）……通気管 （30）……開閉バルブ （31），（33）……ヒンジ

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】海へ流入する河川の河口付近において、川
    幅にわたって設けられ、または前記河川に設置された堰
    の一部をその全高さにわたって欠切して形成された流出
    口に設けられるゲートであって、 前記河川の両側または前記堰の流出口の両側に立設され
    た、少なくとも河川の上流側の予め設定される管理最高
    水位以上の高さを有する２本の縦梁、並びに前記縦梁を
    連結する下側横梁および上側横梁からなる枠組みと、 前記枠組みに上端縁を軸として前記河川の下流側に回動
    し得るように取付けられた、前記枠組みの内側開口を封
    閉可能な中空の板状体であって、上端部には開閉バルブ
    を備えた通気管が取付けられ、下端部には通水孔が形成
    されたゲート開閉板と、 前記枠組みの上流側の水位を検出し、前記枠組みの上流
    側の水位が予め設定される管理最高水位と管理最低水位
    との間にあるときは、前記ゲート開閉板を回動運動自在
    に放置するが、前記枠組みの上流側の水位が前記管理最
    高水位より高いとき、前記ゲート開閉板の開度を強制的
    に大きくし、前記枠組みの上流側の水位が前記管理最低
    水位より低いとき、前記ゲート開閉板の開度を小さくす
    るように作動する制御手段とを有しているものであるこ
    とを特徴とする海水逆流防止自動制御ゲート。
  2. 【請求項２】前記制御手段が、前記枠組みの上流側水面
    上、または前記上流側の河川に隣接しかつ前記上流側河
    川に連通するように設けられ水位検知層の水面上に配置
    された水位検知フロートと、 前記ゲート開閉板から前記枠組みの上流側へ突設され
    た、前記ゲート開閉板を回動運動させるための作動部材
    と、 前記水位検知フロートの上方に配置された少なくとも１
    つの上側プーリーと、 前記水位検知フロートの下側の水底面に配置された少な
    くとも１つの下側プーリーと、 前記上側プーリに案内され、前記水位検知フロートの上
    面と前記作動部材の先端部とを連結する上側ロープと、 前記下側プーリーに案内され、前記水位検知フロートの
    下面と前記作動部材の先端部とを連結する下側ロープと
    を有しており、 前記上側および下側ロープは、前記枠組みの上流側水位
    が前記管理最低水位にあるとき、前記上側ロープは緊張
    状態にあるが前記下側ロープは緩んだ状態にあり、前記
    枠組みの上流側水位が前記管理最高水位にあるときは、
    前記下側ロープは緊張状態にあるが前記上側ロープは緩
    んだ状態にあるように、所定の緩みをもって配置されて
    いることを特徴とする第１請求項に記載の海水逆流防止
    自動制御ゲート。
  3. 【請求項３】海へ流入する河川の河口付近において、川
    幅にわたって設けられ、または前記河川に設置された堰
    の一部をその全高さにわたって欠切して形成された流出
    口に設けられるゲートであって、 前記河川の川幅または前記堰の流出口の幅に対応すべく
    所定の間隔をおいて配置され、少なくとも河川の上流側
    の予め設定される管理最高水位以上の高さを有する２本
    の縦梁、並びに前記縦梁を連結する下側横梁および上側
    横梁からなり、前記河川の河床または前記堰の流出口
    に、下側横梁の下端縁を軸として回動運動可能に取付け
    られる枠組みと、 前記枠組みの上側横梁に固定された枠組み浮動用フロー
    トと、 前記枠組みに上端縁を軸として前記河川の下流側に回動
    し得るように取付けられた、前記枠組みの内側開口を封
    閉可能な中空の板状体であって、上端部には開閉バルブ
    を備えた通気管が取付けられ、下端部には通水孔が形成
    されたゲート開閉板を有していることにより、 前記河川の上流側の水位変動に応じて前記枠組み浮動用
    フロートが上下運動して前記枠組みが回動運動するとと
    もに、前記河川の上流側の水位が下流側の水位より高い
    時は前記ゲート開閉板が前記河川の上流側から水圧を受
    けて下流側に回動することによって前記枠組みの内側開
    口を開放し、前記河川の下流側の水位が上流側の水位よ
    り高い時は前記ゲート開閉板が前記河川の下流側から水
    圧を受けて前記枠組みに押しつけることによって前記枠
    組みの内側開口を閉鎖することを特徴とする海水逆流防
    止自動制御ゲート。
  4. 【請求項４】前記枠組みの上流側の水位を検出し、前記
    枠組みの上流側の水位が予め設定される管理最高水位と
    管理最低水位との間にあるときは、前記ゲート開閉板を
    回動運動自在に放置するが、前記枠組みの上流側の水位
    が前記管理最高水位より高いとき、前記ゲート開閉板の
    開度を強制的に大きくし、前記枠組みの上流側の水位が
    前記管理最低水位より低いとき、前記ゲート開閉板の開
    度を小さくするように作動する制御手段とを有している
    ものであることを特徴とする第３請求項に記載の海水逆
    流防止自動制御ゲート。
  5. 【請求項５】前記制御手段が、前記枠組みの上流側水面
    上、または前記上流側の河川に隣接しかつ前記上流側河
    川に連通するように設けられた水位検知槽の水面上に配
    置された水位検知フロートと、 前記ゲート開閉板から前記枠組みの上流側へ突設され
    た、前記ゲート開閉板を回動運動させるための作動部材
    と、 前記水位検知フロートの上方に配置された少なくとも１
    つの上側プーリーと、 前記水位検知フロートの下側の水底面に配置された少な
    くとも１つの下側プーリーと、 前記上側プーリーに案内され、前記水位検知フロートの
    上面と前記作動部材の先端部とを連結する上側ロープ
    と、 前記下側プーリーに案内され、前記水位検知フロートの
    下面と前記作動部材の先端部とを連結する下側ロープと
    を有しており、 前記上側および下側ロープは、前記枠組みの上流側水位
    が前記管理最低水位にあるとき、前記上側ロープは緊張
    状態にあるが前記下側ロープは緩んだ状態にあり、前記
    枠組みの上流側水位が前記管理最高水位にあるときは、
    前記下側ロープは緊張状態にあるが前記上側ロープは緩
    んだ状態にあるように、所定の緩みをもって配置されて
    いることを特徴とする第４請求項に記載の海水逆流防止
    自動制御ゲート。
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